CN112117579A - 一种耐高温高可靠双向承压密封塞 - Google Patents

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刘向阳
余睿
沈靖舒
黄婉秋
王梅郦
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Abstract

本发明公开了一种耐高温高可靠双向承压密封塞，包括内导体、陶瓷绝缘衬套和金属嵌件，所述陶瓷绝缘衬套套接在内导体上，所述金属嵌件套接在陶瓷绝缘衬套上。本发明通过高温镍基合金金属嵌件承压，陶瓷绝缘衬套解决绝缘的方式，保证了较小体积下承压可靠的密封塞，延迟了密封塞的使用寿命。

Description

一种耐高温高可靠双向承压密封塞
技术领域
本发明涉及一种承压密封塞，特别涉及一种耐高温高可靠双向承压密封塞。
背景技术
高温高压密封塞是一种用于石油和天然气井下电子模块之间提供电气连接的连接器，这类连接器暴露子具有高温、高压的环境中时，经常发生机械失效和电气失效，机械失效通常是融化或机械变形，电气失效主要是由于周期性的机械应力导致的接触失效等。高温高压密封塞作为一种恶劣的环境下连接电子模块的连接器，能够承受极高的压力和温度，也能够暴露在化学侵蚀性的环境中。近年来，由于石油探测设备小型化、模块化的发展趋势，密封塞焊接端的尺寸离越来越短，传统的密封塞结构为外壳和内导体之间通过绝缘层来实现承压绝缘，但这种结构因为塑封时，外壳和内导体冷却时，因导热不一致，造成塑料填充收缩，在内部形成中空，密封性非常差，其次，因焊线杯离绝缘层的距离很近，焊线时受焊接热，绝缘层容易变形甚至熔融；且由于传统的密封塞承压面与设备接触的面积变的非常小，在高温高压时冲击时，密封塞变发生失稳导致剪切发生，轴向发生位移，从而导致连接失效。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种结构新颖，体积较小，使用寿命长的耐高温高可靠双向承压密封塞。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：本发明的耐高温高可靠双向承压密封塞，包括内导体、陶瓷绝缘衬套和金属嵌件，所述陶瓷绝缘衬套套接在内导体上，所述金属嵌件套接在陶瓷绝缘衬套上。
作为优选，还包括塑封体，所述塑封体塑封在内导体上。
作为优选，所述塑封体靠近金属嵌件的一端塑封在金属嵌件上。
作为优选，所述塑封体均匀分布在金属嵌件和内导体之间。
作为优选，还包括PEEK塑料套，PEEK塑料套套接在内导体上，且PEEK塑料套靠近金属嵌件的一端塑封在金属嵌件上。
作为优选，所述PEEK塑料套套接在金属嵌件的端部设置有密封圈。
作为优选，所述陶瓷绝缘衬套包括结构陶瓷衬套和定位陶瓷衬套，结构陶瓷衬套和定位陶瓷衬套之间设置有封接玻璃套。
作为优选，所述金属嵌件采用镍基合金材质，且金属嵌件内设置有台阶结构，金属嵌件靠近塑封体的一端内径小于另一端内径。
作为优选，所述金属嵌件内靠近塑封体的一端设置有齿形结构和倒扣结构。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过高温镍基合金金属嵌件承压，陶瓷绝缘衬套解决绝缘的方式，保证了较小体积下承压可靠的密封塞，延迟了密封塞的使用寿命；通过陶瓷、玻璃封接后再塑封的结构，利用玻璃封接的密封性解决了密封塞的密封性能，其次陶瓷的高温性能解决了焊接温度传递损坏密封塞的问题，因陶瓷和玻璃的耐压性，最后这种结构还具有承压作用。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
参见图1，本发明的耐高温高可靠双向承压密封塞，包括内导体1、陶瓷绝缘衬套2、金属嵌件3和塑封体4以及PEEK塑料套5，所述陶瓷绝缘衬套2套接在内导体1上，所述金属嵌件3套接在陶瓷绝缘衬套2上，所述塑封体4塑封在内导体1上，所述塑封体4靠近金属嵌件3的一端塑封在金属嵌件3上，PEEK塑料套5套接在内导体1上，且PEEK塑料套5靠近金属嵌件3的一端套接在金属嵌件3上，所述PEEK塑料套5套接在金属嵌件3的端部设置有密封圈6，所述金属嵌件3采用镍基合金材质，且金属嵌件3内设置有台阶结构，金属嵌件3靠近塑封体4的一端内径小于另一端内径。
在本实施例中，内导体1表面和陶瓷绝缘衬套2内外表面均设置有台阶结构，内导体1为回转体结构，内导体1有一段“齿”状结构，有直径不等的台阶结构；装配时，将陶瓷绝缘衬套2套在内导体1上，内导体1的台阶和陶瓷绝缘衬套2端面接触后实现轴向定位，然后再将金属嵌件3套在陶瓷绝缘衬套2上，金属嵌件3内孔的台阶和陶瓷绝缘衬套2外缘台阶接触后实现轴向定位，内导体1、金属嵌件3和陶瓷绝缘衬套2装好，陶瓷绝缘衬套2两端尺寸需超出金属嵌件3，才能达到绝缘。
实施例二
参见图2，本发明的耐高温高可靠双向承压密封塞，包括内导体1、陶瓷绝缘衬套2、金属嵌件3和塑封体4，所述陶瓷绝缘衬套2套接在内导体1上，所述金属嵌件3套接在陶瓷绝缘衬套2上，所述塑封体4塑封在内导体1上，所述塑封体4均匀分布在金属嵌件3和内导体1之间，所述陶瓷绝缘衬套2包括结构陶瓷衬套21和定位陶瓷衬套22，结构陶瓷衬套21和定位陶瓷衬套22之间设置有封接玻璃套23，所述金属嵌件3采用镍基合金材质，且金属嵌件3内设置有台阶结构，金属嵌件3靠近塑封体4的一端内径小于另一端内径，所述金属嵌件3内靠近塑封体4的一端设置有齿形结构和倒扣结构。
装配时，先将定位陶瓷衬套22和内导体1装入金属嵌件3中，再依次装入封接玻璃套23和结构陶瓷衬套21，在合适的封接温度(900-1100摄氏度)下，封接玻璃套23软化，封接玻璃套23一端面与定位陶瓷衬套22粘接，另一端面与功能陶瓷衬套粘接，封接玻璃套23烧结后内外表面分别与金属嵌件3和内导体1粘接，烧结时在结构陶瓷衬套21表面加上配重块，施加一定压力(在温度175℃，140MPa压力)，在施加到结构陶瓷衬套21上压力下，部分所述烧结封接玻璃套23浸入陶瓷绝缘衬套2与金属嵌件3之间的缝隙内，使之更加紧密牢固，同时封接玻璃套23还起到密封绝缘承压的作用。
所述金属嵌件3的内孔有台阶，其作用在于烧结时轴向定位，同时将外部传递到该处的最终的较小压力(大部分压力被陶瓷和玻璃吸收掉)卸掉，结构陶瓷衬套21和定位陶瓷衬套22与金属嵌件3内壁之间有缝隙，其作用在于烧结时大膨胀系数的玻璃熔融后同时在外部一定压力下封接玻璃套23爬高一部分距离将陶瓷包裹，使陶瓷和玻璃粘接更牢固，同时绝缘性能更好；为了增加塑封体4对金属嵌件3的附着力，金属嵌件3内靠近塑封体4设置齿型结构和“倒扣”结构，结构陶瓷衬套21和定位陶瓷衬套22均采用氧化锆陶瓷，密封塞一端采用陶瓷和承压玻璃承压，另一端采用塑封体4PEEK绝缘层承压，从而达到双向承压目的。

Claims (9)

1.一种耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：包括内导体、陶瓷绝缘衬套和金属嵌件，所述陶瓷绝缘衬套套接在内导体上，所述金属嵌件套接在陶瓷绝缘衬套上。
2.根据权利要求1所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：还包括塑封体，所述塑封体塑封在内导体上。
3.根据权利要求2所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：所述塑封体靠近金属嵌件的一端塑封在金属嵌件上。
4.根据权利要求2所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：所述塑封体均匀分布在金属嵌件和内导体之间。
5.根据权利要求1或3所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：还包括PEEK塑料套，PEEK塑料套套接在内导体上，且PEEK塑料套靠近金属嵌件的一端塑封在金属嵌件上。
6.根据权利要求5所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：所述PEEK塑料套套接在金属嵌件的端部设置有密封圈。
7.根据权利要求1或4所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：所述陶瓷绝缘衬套包括结构陶瓷衬套和定位陶瓷衬套，结构陶瓷衬套和定位陶瓷衬套之间设置有封接玻璃套。
8.根据权利要求1所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：所述金属嵌件采用镍基合金材质，且金属嵌件内设置有台阶结构，金属嵌件靠近塑封体的一端内径小于另一端内径。
9.根据权利要求1或8所述的耐高温高可靠双向承压密封塞，其特征在于：所述金属嵌件内靠近塑封体的一端设置有齿形结构和倒扣结构。
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